愛德華·威滕

愛德華·威滕

是猶太裔美國物理學家、數學家,菲爾茲獎得主,普林斯頓高等研究院教授。他是弦理論和量子場論的頂尖專家,被美國《生活》周刊評為二次大戰後第六位最有影響的人物,當代物理學家中H指數最高的一位。

父親路易斯·威滕是研究廣義相對論的理論物理學家,母親是洛蘭·沃拉克·威滕。威滕原先就讀于約翰·霍普金斯大學,在轉學布蘭代斯大學獲得學士學位後,曾參與民主黨候選人喬治·麥戈文的總統競選工作一段短時間。他于1976年獲得普林斯頓大學博士學位,導師是戴維·格羅斯。在此之後,他先後任哈佛大學Junior Fellow和普林斯頓大學教授。他現在是普林斯頓高等研究院的查爾斯·希莫尼數學物理學教授。

威滕具有深刻的物理直覺和高超的數學能力。他專長量子場論,弦理論和相關的拓撲和幾何。他的主要貢獻包括廣義相對論的正能定理證明,超對稱和莫爾斯理論,拓撲量子場論,超弦緊化,鏡像對稱,超對稱規範場論,和對M理論存在性的猜想。

  • 中文名稱
    愛德華·威滕
  • 外文名稱
    Edward Witten
  • 出生地
    美國馬裏蘭州巴爾的摩
  • 畢業院校
    霍普金斯大學、普林斯頓大學
  • 主要榮譽
    英國皇家學會會員
  • 主要成就
    創立了M理論
  • 職    業
    物理學家、數學家
  • 出生日期
    1951年8月26日
  • 獲得獎項
    菲爾茲獎、愛因斯坦獎、牛頓獎章

研究

威滕對理論物理學做出廣泛的貢獻,也促進大量重要的數學進展。他已經出版超過350部著作,主要是量子場論、弦理論、拓撲和幾何形狀的相關領域。威滕被他的同行們廣泛認為是20世紀最重要的理論物理學家之一。雖然在某些方面很難將他的深刻貢獻加以歸類,威滕于物理方面的貢獻側重于超對稱,于數學方面則是拓撲結構。

威滕在物理學的早期貢獻之一是所謂級列問題(hierarchy problem)的解決方案。粒子物理學的標準模型預言一種被稱為希格斯玻色子的存在。然而它的質量似乎比模型預測的數位還要輕得多。威滕認為,超對稱破壞的機製提供了級列問題一種的自然解釋。在超對稱理論中,威滕指數(Witten index)用來判斷超對稱是否遭到破壞。威滕在超對稱規範理論仍然繼續做出開創性的貢獻。他與普林斯頓高等研究院內森·塞伯格(Nathan Seiberg)發展出塞伯格-威滕理論。

威滕顯然是弦理論的代表人物,這是一個用來說明所有自然力的理論。甚至早在1984年,威滕重力異常做出重要貢獻,為為第一次弦理論革命鋪平了道路。1990年代中期在南加州大學弦理論會議中,威滕推測存在一個統一的理論還沒有被發現,稱之為M理論。M理論可能是宇宙物理理論最根本的理論。英國物理學家斯蒂芬·霍金在他的著作《大設計》(The Grand Design)中,認為M理論可能是宇宙的終極理論。

愛德華·威滕

愛德華·威滕其他重要物理學的貢獻包括重力二重性。1997年,阿根廷理論物理學胡安·馬爾達西那首先提出了在反德希特空間背景下某些超引力理論和邊界上共形場論的對偶關系,即AdS/CFT對應猜想。這一革命性的發現為過去15年中佔據了理論物理的主導地位,對于威滕的研究產生非常重要的影響。

國際數學聯盟在1990年授予威滕菲爾茲獎[2][3],成為第一位獲得該獎項的物理學家(也是唯一一位)。他對純數學方面的研究影響深遠,例如他使用瓊斯多項式(Jones Polynomial)來解釋陳-西門斯理論"(Chern-Simons theory)。這項研究對于低維拓撲結構有深遠影響,並推導出量子不變數。

威滕被認為是他的世代中最優秀的物理學家[4],也被認為是世界上最偉大的物理學家之一,也許甚至是愛因斯坦的後繼者[5]。在1995年,他在南加州大學會議中提出M理論,並用它來解釋一些以前觀察到的現象,在弦論中引發所謂的第二次超弦革命

來到中國

2014年2月23日晚,包括諾貝爾獎、菲爾茲獎得主在內的近10位世界一流物理學家在北京相聚一堂,在清華大學圍繞"希格斯粒子發現以後:基礎物理學向何處發展"為主題展開對話。這次會議由丘成桐主持,愛德華·威滕等多位一流物理學家參加,威滕在大會上談及物理學未來發展時說道:"量子力學和相對論是物理學研究中的偉大革命,但仍有許多問題亟需解答,如宇宙的起源,粒子質量的起源。他表示,在目前對撞機的能量上,再提高一個數量級,將會在揭示自然界的奧秘上推前一大步。現在也正是中國成為這一領域領袖的最好時機。"

愛德華·威滕(左三)愛德華·威滕(左三)

評價

威滕受同行的廣泛贊賞。數學家邁克爾·阿蒂亞曾說:

"雖然他肯定是物理學家,不過他對數學的掌握很少數學家能比得上……他一次又一次超越了數學界,以巧妙的物理直覺導出新穎深刻的數學定理……他對現代數學影響巨大……憑著他物理再次成為數學的豐富靈感和直覺源頭。"

榮譽

威滕獲得很多獎項,包括麥克阿瑟基金(1982年)、菲爾茲獎(1990年)、愛因斯坦獎、牛頓獎章(2010)、洛倫茲獎(2010)、龐加萊獎(2006)和克拉福德數學獎(2008)和美國國家科學獎章等。他被選入《時代雜志》影響最大的100位人士中。現在的物理學家中威滕的H指數最高。

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